Бум биотоплива в США поднимает сложные вопросы

Америка пристрастилась к этанолу. Фермеры на Среднем Западе продают миллиарды бушелей кукурузы на перегонные заводы, где из нее получают миллиарды галлонов топлива. Автопроизводители в Детройте уже строят миллионы машин, способных ездить на таком топливе, и намерены строить еще. В Вашингтоне политики выделяют щедрые субсидии компаниям, которые производят этанол.

А на этой неделе президент Буш подписал соглашение с президентом Бразилии Луисом Сильвой, что их страны будут обмениваться технологиями по выработке этанола.

Даже приверженцы альтернативного топлива удивлены тем, насколько огромен энтузиазм нации по использованию спирта.

В целом, можно подумать, что все это хорошие новости, однако в действительности происходящее беспокоит множество людей. Это связано с тем, что сейчас единственным экономически оправданным способом получения этанола является его выработка из кукурузы. В результате, новая разрастающаяся индустрия биотоплива приводит к снижению производства еды. Кроме того, если в плане энергетической независимости выработка этанола еще дает какие-то выгоды, то ее положительное влияние на климат находится под большим вопросом.

Сторонники биотоплива осознают все его недостатки, однако они полагают, что оно поможет США понизить зависимость от импорта нефти. Пока же существует много вопросов о том, какое место займет этанол в энергетическом будущем Америки. На некоторые из них ответить легко, на другие – нет.

Что такое этанол?

Этанол – это спиртной напиток. В настоящее время практически весь этанол в США производится из кукурузы, которая сбраживается, а затем очищается.

Может ли машина ездить на нем?

Любой автомобиль может работать на смеси бензина с небольшой добавкой этанола. Однако если доля этанола превышает 10%, на машину необходимо ставить специальное оборудование. Все три основные американские компании, выпускающие автомобили, уже производят машины, способные работать как на бензине, так и на E85 (смеси 85% этанола и 15% бензина). К 2012 году правительство предписало им выпускать половину машин, способных работать на Е85 или биодизеле.

Насколько быстро растет выработка этанола?

Примерно настолько же быстро, насколько фермеры выращивают кукурузу. Согласно данным Renewable Fuels Association, производство этанола удвоилось за последние три года, достигнув в 2006 году примерно 5 млрд. галлонов (около 23 млрд. литров). Если учесть 113 уже действующих заводов по его выработке и 78 строящихся, то можно ожидать, что за следующие два года производство снова удвоится.

Лучше ли этанол, чем бензин?

Несмотря на все свои экономические и экологические недочеты, бензин оказывается весьма эффективным автомобильным топливом. Для того, чтобы выкачать нефть из-под земли, перегнать ее и доставить до потребителей, требуется всего около 6% энергии полученного бензина.

Этанол намного менее эффективен, особенно когда он получается из кукурузы. Даже одно только ее выращивание требует много энергии: вспашка, посадка, внесение удобрений и сбор урожая – все требует машин, потребляющих топливо. Кроме того, современное сельское хозяйство основано на применении больших объемов удобрений и пестицидов, на производство которых также тратится энергия. Наконец, этанол более коррозийный, чем бензин, и его нельзя перекачивать по достаточно эффективным трубопроводам, а можно только доставлять на транспорте, на что также тратится энергия.

В целом, даже самые щедрые оценки показывают, что для производства четырех литров этанола требуется затратить энергии, эквивалентной трем его литрам.

Этанол меньше влияет на окружающую среду?

Если вы получаете этанол из кукурузы, положительное влияние на окружающую среду невелико. По отношению к образованию парниковых газов этанол лишь немногим лучше, чем бензин. Кроме того, выращивание злаков требует пестицидов и удобрений, загрязняющих почву и воду.

Наибольшая же выгода от этанола чувствуется при работе автомобилей: когда он добавляется в небольших количествах в бензин, он снижает выброс моноксида углерода, вызывающего смог. По этой причине этанол популярен в таких загрязненных городах как Лос-Анджелес.

Каковы экономические выгоды от этанола?

Выработка этанола является столь прибыльной, благодаря правительственным субсидиям и растущим ценам на нефть, что новые заводы непрерывно появляются по всему кукурузному поясу США. Айова, крупнейший штат по выращиванию кукурузы, планирует к 2008 году построить так много этаноловых заводов, что, возможно, ему придется импортировать кукурузу для пищевых целей.

Подобные тенденции привели к удвоению цены кукурузы за прошлый год – с 2 до 4 долларов за бушель (около 36 л). Это уже вызвало социальные беспорядки в Мексике. Лестер Браун (Lester R. Brown), президент Earth Policy Institute, предсказывает, что подобное может произойти и в других странах, зависящих от импорта кукурузы, если не произойдет никаких изменений.

Однако повышение цен на кукурузу отразится и на жителях США, если уже не отразилось – так как практически все, что едят американцы, так или иначе связано с кукурузой. Это и хлопья, и чипсы, и сотни других продуктов, в названии которых даже не упоминается кукуруза. Она есть в пиве и виски. Из нее делают подсластитель, присутствующий в напитках, булочках, конфетах и многих других вещах.

Далее, половину кукурузы съедают сельскохозяйственные животные, а их мясо опять же едят люди. Департамент сельского хозяйства уже объявил, что говядина, свинина и курятина подорожают – опять же из-за роста цен на кукурузу. Конечно, существует разница между столовой и кормовой кукурузой (именно последняя используется для получения этанола). Однако, так как фермеры выращивают самый выгодный сорт, выращивание кормовой кукурузы приводит к снижению выращиванию столовой кукурузы. Последнее вызывает повышение цен. Более того, некоторые экономисты говорят, что рост цен на кукурузу вызовет синхронный рост цен и на другие зерновые – пшеницу, сою и т.д.

Наконец, американцы расходуют так много бензина, что даже вся кукуруза в мире на могла бы покрыть их потребности. В прошлом году на выработку этанола ушло 12% от урожая кукурузы, но это смогло заменить лишь 2.8% от национальной потребности в топливе. «Если бы мы приняли более жесткие автомобильные стандарты, так что эффективность автомобилей повысилась на 20%, это было бы эквивалентно превращению всего американского урожая в этанол», – замечает Браун.

Есть ли другая возобновимая замена бензину?

Большинство экспертов полагают, что на замену ископаемым видам топлива придет целый ряд возобновимых энергетических технологий. Недостаток этанола, как одной из таких технологий – не в самой природе топлива, а в том, что он получается из критичного компонента мировой пищевой системы – кукурузы. Этанол мог бы стать более выгодным со всех точек зрения, если бы ученые научились получать его из непищевых источников. Уже сейчас исследуются методы его выделения из целлюлозы различных растений. Однако пока такой подход обходится в два раза дороже, чем получение этанола из кукурузы.

Сколько времени пройдет, прежде чем этанол из целлюлозы сможет конкурировать с этанолом из кукурузы и бензином?

Некоторые эксперты полагают, что это произойдет через 10–15 лет. Однако, например, Митч Мандич (Mitch Mandich), глава Range Fuels, уверен, что это произойдет раньше. Уже сейчас эта компания начала строительство завода по получению этанола из целлюлозы в Джорджии. На этом заводе будут перерабатываться различные отходы деревообрабатывающей промышленности. Другая компания – Iogen Corp. – уже несколько лет производит целлюлозный этанол из соломы на своем демонстрационном заводе в Оттаве, Канада.

Как много бензина может заменить целлюлозный этанол?

Департамент энергетики США оценил, что ежегодно страна может поставлять более миллиарда тонн целлюлозного материала для выработки этанола – от различных трав, выращиваемых на бросовых землях, до отходов деревообрабатывающей промышленности. Теоретически, из подобного материала можно произвести количество этанола, заменяющего 30% топливных потребностей страны.

Аналогичная оценка была получена в работе ученых из Университета Теннесси (University of Tennessee). Для того, чтобы к 2025 году заменить 25% топлива на возобновимое биотопливо, следует возделать 100 млн. акров земли. Это значительная часть из 800 млн. акров культивируемой земли, однако, по мнению ученых, это не приведет к серьезным нарушениям на продуктовом рынке. «Здесь не будет проигравших», – говорит участник исследования, экономист Бартон Инглиш (Burton English).

Действительно ли не будет проигравших?

Проигравшие все равно могут быть. Законы экономики показывают, что если фермерам будет выгоднее выращивать растения на целлюлозу, а не пшеницу, сою или хлопок, цена на последние неизбежно пойдет вверх – из-за уменьшения поставок. «Вы можете вырабатывать этанол, не влияя на цены на продовольствие, – говорит экономист Уоллас Тайнер (Wallace Tyner) из Университета Пэрдью (Purdue University), – Но если вы захотите заменить половину топлива на возобновимое, это уже серьезно отразится на рынке продуктов».

Кроме того, это вызовет и экологические последствия. Сейчас в США законсервировано около 35 млн. акров, главным образом, на Среднем западе. Их распашка заметно повлияет на дикую природу, особенно на птиц.

Сможет ли этанол решить топливную проблему?

Конечно, этанол является важным средством для решения проблем, связанных с ископаемым топливом. Однако даже самые оптимистичные оценки показывают, что он сможет заменить лишь небольшую долю из 630 млрд. литров бензина, потребляемых Америкой ежегодно. Другими словами, необходима совокупность различных технологий для решения энергетической проблемы.

«Полагаю, мы вступили в очень интересную эпоху, – говорит Девид Тилман (David Tilman), эколог из Университета Миннесоты (University of Minnesota), – Мы осознали проблемы, и ищем множество возможных решений». Одним из таких серьезных решений, по мнению Тилмана и других ученых, должна стать экономия энергии. Без такого подхода выработка этанола и другие новации окажут лишь незначительное влияние на потребление энергии.